Jaký je faktor kvality rezonančního obvodu? Wuhan UHV se specializuje na výrobusériová rezonanční zařízení, s širokým výběrem produktů a profesionálním elektrickým testováním. Při hledánísériová rezonanční zařízení, zvolte Wuhan UHV
Rezonanční obvody mají širokou škálu aplikací v elektronické technologii Vlastnosti rezonančního obvodu úzce souvisí s jeho kvalitativním faktorem (tj. hodnotou Q) Abychom získali hodnotu Q obvodu, měli bychom začít od jeho definice, abychom hlouběji porozuměli významu hodnoty Q a komplexněji porozuměli charakteristikám rezonančních obvodů. Při studiu různých rezonančních obvodů je často zahrnuta hodnota činitele kvality Q obvodu. Co je tedy hodnota Q? Níže poskytneme podrobnou diskusi.
Původní definice kvalitativního faktoru je definována energií, která představuje převodní vztah mezi energiemi v okruhu, tj. účinnost akumulace energie v okruhu. Fyzikální význam faktoru kvality lze jasně vyjádřit z definice faktoru kvality energie, který má univerzální význam pro různé obvody.
Pro výpočet činitele kvality jednoduchých RLC sériových a paralelních obvodů můžeme přímo aplikovat definiční vzorec činitele jakosti v RLC sériových a paralelních obvodech, ale pro mírně složitější RLC rezonanční obvody již tyto vzorce nejsou použitelné. Nejprimitivnější definice faktoru kvality, jmenovitě definice energie, musí být faktorem kvality jakéhokoli rezonančního obvodu, který lze vypočítat, ale může to být značně těžkopádné.
Obrázek 1 ukazuje sériový rezonanční obvod sestávající z kondenzátoru C, tlumivky L a svodového odporu kondenzátoru a odporu vedení tlumivky R. Komplexní impedance Z tohoto obvodu je součtem komplexních impedancí tří součástek.
Obrázek 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Odpor R ve výše uvedené rovnici je skutečnou částí komplexního čísla a rozdíl mezi indukční reaktancí a kapacitní reaktancí je imaginární částí komplexního čísla. Imaginární část nazýváme reaktance, reprezentovaná X, a ω je úhlová frekvence přiváděného signálu.
Když X=0, obvod je v rezonančním stavu, kde se indukční a kapacitní reaktance vzájemně ruší, tj. imaginární část v rovnici ⑴ je nulová, což má za následek minimální impedanci v obvodu. Proto je proud na svém maximu a obvod je nyní čistě odporový zátěžový obvod, kde jsou napětí a proud v obvodu ve fázi. Když obvod rezonuje, jeho kapacita je rovna jeho indukčnosti, takže efektivní napětí na kondenzátoru a induktoru musí být stejné,
Efektivní hodnota napětí na kondenzátoru UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Faktor kvality Q=1/ω CR, kde I je celkový proud obvodu.
Efektivní hodnota napětí na tlumivce UL=ω LI=ω L * U/R=QU Faktor kvality Q=ω L/R
Protože UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Poměr napětí na kondenzátoru k napětí přiloženého signálu U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Poměr napětí na induktoru k napětí přiloženého signálu U UL/U=ω LI/RI=ω}Q}Q/R{{6}
Z výše uvedené analýzy je vidět, že čím vyšší je kvalitativní faktor obvodu, tím vyšší je napětí na induktoru nebo kondenzátoru ve srovnání s použitým napětím.
Závěr
Energetická definice činitele jakosti jasně vyjadřuje fyzikální význam činitele jakosti a má univerzální význam pro různé okruhy. Je však poměrně obtížné, ba obtížné použít jej pro řešení činitele kvality složitějších rezonančních obvodů. Definice činitele kvality sériových a paralelních rezonančních obvodů je přímo definována z pohledu parametrů obvodu. Tato definice je prospěšná pro výpočet faktoru kvality, ale z pohledu porozumění není tak jasná jako energetická definice faktoru kvality, což usnadňuje pochopení jeho fyzikálního významu. Z důkazu v první části vidíme, že definici činitele kvality sériových a paralelních rezonančních obvodů lze odvodit z energetické definice činitele kvality a oba jsou si navzájem ekvivalentní. Jednoduchý výpočetní vzorec pro odvození činitele kvality libovolného rezonančního obvodu uvedený v tomto článku je účinný pro odvození vzorce pro výpočet činitele kvality různých rezonančních obvodů se soustředěnými parametry, zejména pro složitější rezonanční obvody. Pokud je získán ekvivalentní odpor, indukčnost a kapacita obvodu za podmínek rezonance, lze výpočet činitele kvality sériového rezonančního obvodu přímo použít k získání činitele kvality obvodu. Tato metoda je jednoduchá a snadno implementovatelná, zejména pro řešení složitých obvodů, což prokazuje velkou převahu.